前言：首先，线程表示一条单独的执行流，每个线程有自己的执行计数器，有自己的栈，但可以共享内存，共享内存是实现线程协作的基础，但共享内存有两个问题，竞态条件和内存可见性。解决这些问题可能需要的知识储备：synchronized、显式锁、volatile、原子变量和CAS、写时复制、ThreadLocal等。
- 本篇主要介绍
synchronized。
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什么是 synchronized
synchronized 是 Java 中用于实现线程同步的关键字。它可以应用于方法或代码块，并确保在同一时间只有一个线程可以访问被 synchronized 修饰的代码区域。通过在关键代码段中使用 synchronized，可以有效地保护共享资源，避免多个线程同时访问导致的数据不一致或竞态条件。
为什么使用 synchronized
在多线程环境中，共享数据的并发访问可能导致数据的不一致性和线程安全问题。synchronized 提供了互斥访问的机制，确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。通过使用 synchronized，可以保证线程安全性，避免竞态条件和数据冲突，提高程序的可靠性和稳定性。
怎么用？
Synchronized 可以通过两种方式使用：修饰方法和修饰代码块。
方法级别
方法级别的 synchronized：可以使用 synchronized 修饰整个方法，将方法声明为 synchronized，这样在调用该方法时，会自动获取对象级别的锁（即当前对象实例的锁）。这样可以确保同一时间只有一个线程可以执行该方法，保证方法的原子性和线程安全性。
- 实例方法
public class SynchronizedExample { public synchronized void synchronizedMethod() { // 同步的方法代码块 } }
- 静态方法
public class SynTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(() -> { try { hello(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } }); thread.start(); } Thread.sleep(10000L); System.out.println("main exit"); } private synchronized static void hello() throws InterruptedException { long id = Thread.currentThread().getId(); System.out.println("threadId = "+id); Thread.sleep(1000L); System.out.println("threadId = "+id+"end"); } }
代码块级别
代码块级别的 synchronized：可以使用 synchronized 修饰代码块，通过指定锁对象来实现同步。**锁对象可以是任意对象，但最好选择共享资源所属的对象作为锁对象，以避免不必要的锁竞争。**通过在代码块前加上 synchronized 关键字，并指定锁对象，可以确保同一时间只有一个线程可以执行该代码块。
- 锁实例方法
public class SynchronizedExample { private final Object lock = new Object(); public void synchronizedBlock() { synchronized (lock) { // 同步的代码块 } } }
- 锁静态方法
public class SynTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(() -> { try { hello1(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } }); thread.start(); } Thread.sleep(10000L); System.out.println("main exit"); } private static void hello1() throws InterruptedException { synchronized (Lock.class) { long id = Thread.currentThread().getId(); System.out.println("threadId = "+id); Thread.sleep(1000L); System.out.println("threadId = "+id+"end"); } } class Lock{} }
总结
使用 synchronized 时需要注意以下几点：
- 选择合适的锁对象：应该选择共享资源所属的对象作为锁对象，避免不必要的锁竞争。
- 尽量缩小同步范围：只在必要的代码区域使用
synchronized，以减少同步开销，提高并发性能。 - 避免死锁：确保线程在获取锁的过程中不会出现循环等待的情况，以避免死锁的发生。
- 性能问题：
synchronized的过度使用可能导致性能问题，应根据具体场景和需求进行权衡和优化。
